专利名称：一种用于pvc发泡壁纸印刷专用水性油墨及其制备方法
技术领域：
本发明涉及印刷原材料领域，具体为一种用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨及其制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，装修材料也水涨船高，壁纸装潢在装潢市场的占有率越来越高，而PVC发泡壁纸以其色彩多样、图案丰富、价格适宜、施工周期短、耐脏、耐擦洗。强度高、耐撞击、易清洗、不翘边、不扒缝。更换时，能够整体剥离，不损坏墙面，节约大量的再装修费用而占有近半的市场份额，传统PVC发泡壁纸印刷采用溶剂型壁纸油墨，存在印刷安全性低，运输安全性低，不符合环保要求，需要在印刷机上加装回收系统，大大增加了印刷成本等等缺点。因此，就提出了对壁纸油墨再改进为无毒不燃的水性油墨。水性油墨与溶剂型油墨的最大区别，在于其使用的溶剂是水而不是有机溶剂，明显减少VOC排放量，能防止大气污染，不影响人体健康，不易燃烧，墨性稳定，色彩鲜艳，不腐蚀版材，操作简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速，故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品，是世界公认的环保印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一经美国食品药品协会认可的油墨。因此水性油墨具有极好的市场前景。现有的水性油墨耐热性往往不过关，在发泡过程中(发泡需要150 200°C)往往会产生变色，树脂结皮，变黄等现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨。
本发明的第二目的是提供一种制备所述水性油墨的方法。为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下:一种用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其包括以下重量百分比的组分:热塑性丙烯酸树脂，5-45%,
热固性丙烯酸树脂，10-45%，
颜料，5-40%,
消泡剂，0.05 0.5%，
表面活性剂，0.01 0.5%,
助溶剂，5-30%,
水性蜡乳液，0.5 4%,
润湿分散剂，0.2-3%,
水性增稠剂，0.2-10%,
水5 30%。优选的，所述热塑性丙烯酸树脂的分子量为5000 6000，pH为6.9 7.5，固含量为35% 45% ;所述热固性丙烯酸树脂的分子量为8000 8500，pH为6.9 7.5，固含量为 35% 45%ο优选的，所述颜料的耐热性在200°C以上，耐候性在7以上的颜料，其具有10 IOOnm范围的平均颗粒直径。所述颜料一般为红，黄，蓝，白颜料。为百合化工的耐晒红，耐晒黄，酞青兰，白为跃江化工的钛白粉。优选的，所述颜料具有10 40nm范围的平均颗粒直径。优选的，所述消泡剂为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。优选的，所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物。优选的，所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂。优选的，所述水性增稠剂为水性丙烯酸缔合型增稠剂。优选的，所述助溶剂为乙醇，乙二醇，乙二醇单丁醚。进一步地，本发明提供了制备所述水性油墨方法，其包括如下步骤:(I)备料与称量:将热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、颜料、消泡剂、表面活性剂、助溶剂、水性蜡乳液、润湿分散剂、水性增稠剂、水按照比例逐一称量备用；(2)混合与搅拌:将称量备好的原料热固性丙烯酸树脂、颜料、消泡剂、润湿分散齐IJ，按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速300 400转/分搅拌下依次投料，搅拌10 15分钟；(3)砂磨分散:将步骤(2)搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加入砂磨机，在砂磨机中研磨3 4次，待混合料粒径为150 260nm时,研磨分散完毕；(4)后续处理:将研磨完毕的混合料在容器中以300 500转/分搅拌，搅拌过程中，加入热塑性丙烯酸树脂、水性蜡乳液、表面活性剂、水性增稠剂、助溶剂调到合适粘度(涂4 #杯15 30秒)，搅拌50 70分钟；(5)过滤，包装。优选的，步骤(5)还 包括检验产品的色相、固含、细度、粘度，合格后过滤，包装。
本发明的有益效果如下:本发明制备的用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其重金属含量检验指标和VOC技术标准完全符合国家标准；其印刷效果极好，耐热性、耐候性、耐水性和耐油性与溶剂型油墨相当。本发明的水性油墨配方简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速，故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品。
具体实施例方式下面结合附图
及其具体实施方式
详细介绍本发明。但本发明的保护方位并不局限于以下实例，应包含权利要求书中的全部内容。本发明提供的一种用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其中，所述热塑性丙烯酸树脂(起到连接料的作用)，其是指高分子量为5000 6000，其pH为6.9 7.5范围之内，固含量为35% 45%。所述热固性丙烯酸树脂(起到连接料并防水的作用)，其分子量为8000 8500，其pH为6.9 7.5范围之内，固含量为35% 45%。优选的，所述颜料的耐热性在200°C以上，耐候性在7以上的颜料，其具有10 IOOnm范围的平均颗粒直径；更优选的，所述颜料的平均颗粒直径为10 40nm。所述颜料一般为红，黄，蓝，白颜料或炭黑。为百合化工的耐晒红，耐晒黄，酞青兰，白为跃江化工的钛白粉。优选的,所述消泡剂为聚砂氧烧-聚醚共聚物乳液，本发明选用迪高foamex842。优选的，所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物，本发明选用迪高twin4000。优选的， 所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂，本发明选用迪高 wet505。.
优选的，所述水性增稠剂为水性丙烯酸缔合型增稠剂，本发明选用迪高Viscoplus3000o优选的，所述助溶剂为乙醇，乙二醇，乙二醇单丁醚。本发明制备的水性油墨的各项性能及其效果如下:1、环境标志产品认证技术要求壁纸HBC23-2004对壁纸油墨的重金属要求如表I所示:表1HBC23-2004对壁纸油墨的重金属要求的技术标准:
项目单位指标指标分类
铅(以 Pb 计)mg/kg<90A
采(以 Hg 计)mg/kg<60A
无机元素----
镉(以 Cd 计)mg/kg<75A
铬(以 Cr 计)mg/kg<60A
此标准要求壁纸油墨自身的重金属含量必须小于此标准，为此，本发明特选用水性壁纸专用颜料，并选用无重金属含量的助剂、树脂；本发明水性油墨重金属含量检验指标检验方法按国标GB/T8449-1987，GB/T8450-1987的检验方法。如表2所示，其完全符合国家标准。表2本发明水性油墨的重金属的技术标准:
项目单位__指标__检验数值
铅(以 Pb 计)__mg/kg__^90__0.9
, 山汞(以 Hg 计)mg/kg<600.42
无机元素
镉(以 Cd 计)mg/kg__^75__0.13
_ 铬(以 Cr 计)mg/kg<604.12、水性壁纸油墨的VOC问题。环境标志产品认证技术要求壁纸HBC23-2004对壁纸油墨的VOC的要求如表3所示:表3HBC23-2004对壁纸油墨的VOC要求的技术标准:
项目_单位指标指标分类
禪憂性有机化合物g/L ^ 250 A
卤代烃(以二氯甲烧计)_mg/kg 彡500 A_
苯、甲苯、二甲苯、乙苯的总量_mg/kg ^ 500 A_
甲醇 mg/kg ^ 300 A 氨及其化合物_g/kg ^ 30 A_此标准要求壁纸油墨自身的VOC含量必须小于此标准，本发明未选用任何有机溶剂与夹杂有机溶剂的树脂，助剂。本发明的水性油墨的VOC标准检验方法按YC/T207检验方法，如表4所示，其远远低于国家标准。表4本发明水性油墨的VOC含量的技术标准:
项目I单位I指标I检验
挥发性有机化合物_g/LSg 250 1.1_
卤代烃(以二氯甲烧计)_mg/kg彡500 未检出
苯、甲苯、二甲苯、乙苯的总量_mg/kg^ 500 0.13_
甲醇mg/kg^ 300 5.6
夏_哀其化合物|g/kgK 30|θ.23
3、水性油墨印刷效果的问题一直以来，水性油墨存在着印刷效果不如溶剂型油墨的问题，这个问题是制约水性油墨发展的主要因素，本发明选择了匹配性极高的油墨体系，专用的润湿分散剂，印刷效果极好，与溶剂型油墨印刷效果相当，流平性，展色性极好。解决了水性油墨印刷效果差的问题，加快了水性油墨的发展。4、水性油墨的表面张力问题水性油墨主要的溶剂为水，水的表面张力比有机溶剂大，因此水性油墨的表面张力较大(通常在38dyn左右)，要使得水性油墨在纸张表面有良好的附着能力，需要承印材料有较大的表面张力(38dyn以上)，壁纸的表面张力大约为7 10 ;因此，必须降低水性壁纸油墨的表面张力以适应印刷，本发明采用非离子型改质脂肪酸衍生物表面活性剂，在不降低印刷效果的同时，大大降低了油墨的表面张力，提高了印刷适应性，从而解决了水性油墨表面张力的问题。4、水性油墨pH值与复溶性差的问题。—贯以来,普通的水性油墨的pH值在8.5 9.5之间，水性油墨的pH值主要依靠胺类化合物维持，印刷过程中胺类物质的挥发，使PH值下降，从而引起油墨粘度上升，转移性差，干燥加快，堵塞网纹辊，出现糊版故障。因此要保持水性油墨PH值稳定，一方面要尽量避免胺类物质外泄，例如盖好油墨槽的上盖。另一方面要定时定量的添加稳定剂。通常水性油墨的pH值应保持在8.0 9.5之间，pH值过高过低均影响印刷质量，pH值过低时，影响丙烯酸树脂的印刷性能发挥；PH值过高时，油墨干燥缓慢，易出现印品背面粘脏和抗水性差的问题。在印刷过程中需要不断调整印刷油墨的PH值，大大增加了印刷的难度和增加了水性油墨推广的难度。本发明采用热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂混合的丙烯酸树脂使油墨PH稳定在7±0.5左右，油墨复溶性优异，粘度稳定。杜绝了印刷过程中转移性差，干燥加快，堵塞网纹辊，出现糊版故障，降低了印刷过程中的劳动强度。解决了水性油墨PH值与复溶性差的问题。5、壁纸油墨的耐热性问题由于PVC发泡壁纸油墨印刷工艺是在印刷后发泡，印刷后经过180°C 220°C的烘道发泡后色相无变化，对水性壁纸油墨的耐热性有极高的要求，本发明所用的颜料为耐高温颜料，耐热性均在200°C以上。解决了水性壁纸油墨的耐热性问题。6、壁纸油墨的耐候性、耐水性、耐油性问题由于壁纸在装潢后，使用寿命在10年以上，期间需要对其擦洗，所以，对水性壁纸油墨的耐候性、耐水性、耐油性，要求极高。本发明所用的颜料为耐高温颜料，树脂为高分子量丙烯酸混合树脂，解决了壁纸油墨的耐候性、耐水性、耐油性问题。实施例1黄色油墨的制备用下述各成份制成水性油墨水性壁纸专用黄(耐晒黄)15%
热塑性丙烯酸树脂5%
热固性丙烯酸树脂40%
迪高 foamex 8420.2%
迪高 twin 40000.02%
迪高 wet5052%
水性蜡乳液842N3%
迪高 Viscoplus 30001%
去离子水15%
酒精18.78%。( I)备料与称量:按照上述重量比例逐一称量备用；(2)混合与搅拌:将称量备好的原料热固性丙烯酸树脂、颜料、迪高foamex842、迪高wet505，按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速300 400转/分搅拌下依次投料，搅拌10 15分钟；`(3)砂磨分散:将步骤(2)搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加`入砂磨机，在砂磨机中研磨3次，待混合料粒径为150 260nm时,研磨分散完毕；(4)后续处理:将研磨完毕的混合料在容器中以300 500转/分搅拌，搅拌过程中，加入热塑性丙烯酸树脂、842N、迪高twin4000、迪高Viscoplus3000、助溶剂调到合适粘度(涂4 #杯15 30秒)，搅拌50分钟；( 5 )检验产品的色相、固含、细度、粘度，合格后过滤，包装。产品检验标准如下:I细度的测定按GBT13217.3-2008《液体油墨细度检验方法》的方法进行。2粘度测定按GBT13217.4-2008《液体油墨粘度检验方法》的方法进行。3固含量的测定3.1测试提要固含量是指一定量的油墨完全干燥后其固体成份的质量与原油墨质量的比，以百分比(％)计。3.2主要测试仪器a)天平(称准至 0.0Olg)。b)电热恒温鼓风干燥箱。c )洁净铝箔。3.3测试方法a)电热恒温鼓风干燥箱设定温度为要求温度，打开鼓风。
b)准确称取待测油墨约Ig左右于铝箔中，置于电热恒温鼓风干燥箱中，恒温干燥6hr,取出称量。3.4计算方法:固含量(%)= (W2-W) / (Wl-W) X 100%其中:W-----铝箔重量Wl——待测油墨和铝箔重量W2干燥后油墨和铝箔重量3.3.5平行做二份取平均值。3.6测试条件:a)水性油墨测试条件为150±2°C。b)所有油墨测试前必须剧烈晃动均匀，保证取样准确。4颜色的测定4.1测试提要将受检墨样与标准墨样以并列刮样方法进行对比，检视油墨颜色是否符合标准墨样质量标准.
3.4.2主要测试仪器及材料:a) RK.12 X 22cm 压印床。b)RDS06 丝棒。c)干净水松纸。d)调墨刀。4.3测试方法a)将已裁好的刮样纸固定在压印床上。b)用调墨刀将标样和试样(与连接料混合成墨)充分搅拌均匀后，分别取少量滴于刮样纸的左上方和右上方，二者相邻而不相连。c)用丝棒自上而下均匀用力地将墨在纸上刮成薄层.
d)检视试样与标准样的面色.
4.4检验结果检视试样与标样的面色是否一致.
4.5检验条件a)检验应在温度25± 1°C、湿度65±5%条件下进行。b)检视面色时，应在入射角45° ±5°的D65标准照明体下进行。5表面张力的测定按GB/T18396-2008《天然胶乳环法测定表面张力》的方法进行。产品检验结果请见表5、表6和表7。实施例2红色油墨的制备用下述各成份制成 水性油墨耐略红15%
热塑性丙婦酸树脂5%
热固性丙烯酸树脂42%
迪高 foamex 8420.2%
迪高 twin 40000.02%
迪高 wet5052%
水性蜡乳液842N3%
迪高 Viscophis 30001%
去离子水16%
酒精15.78%。制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6和表7。实施例3黑色油墨的制备用下述各成份制成水性油墨
炭黑13%
热塑性丙晞酸树脂5%
热固性丙埽酸树脂32%
迪高 foamex 8420.2%
迪高 twin 40000.02%
迪高 wet5052%
842N3%
迪高 Viscoplus 30001%
去离子水20%
酒精2178%。制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6和表7。实施例4白色油墨的制备用下述各成份制成水性油墨钦白粉35%
热塑性丙晞酸树脂5%
热固性丙烯酸树脂25%
迪高 foamex 8420.2%
迪高 twin 40000.02%
迪高 wet5052%
842N3%
迪高 Viscoplus 3000。1%
去离子水15%
酒精15.78%。制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6和表7。实施例5金色油墨的制备用下述各成份制成水性油墨
铜金粉15%
热塑性丙烯酸树脂20%
热固性丙烯酸树脂20%
迪高 foamex 8420.2%
迪高 twin 40000.02%
迪高 wet5052%
842N3%
迪高 Viscoplus 3000。1%
去离子水20%
酒精18 78%。制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6和表7。本发明提供的用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其重金属含量检验指标和VOC技术标准完全符合国家标准；其印刷效果极好，耐热性、耐候性、耐水性和耐油性与溶剂型油墨相当。表5本发明各油墨的重金属的技术结果1:
权利要求
1.一种用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其特征在于，包括以下重量百分比的组分: 热塑性丙烯酸树脂，5-45%,热固性丙晞酸树脂，IO 45%,颜料，5 40%，消泡剂，0.05 0.5%,表面活性剂，0.01 0.5%，助溶剂，5 30%，水性蜡乳液，0.5 4%,润湿分散剂，0.2 3%,水性增稠剂，0.2 10%，水，5 30%。
2.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述热塑性丙烯酸树脂的分子量为5000 6000，pH为6.9 7.5，固含量为35% 45% ;所述热固性丙烯酸树脂的分子量为8000 8500，pH 为 6.9 7.5，固含量为 35% 45%。
3.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料的耐热性在200°C以上，耐候性在7以上的颜料，其具有10 IOOnm范围的平均颗粒直径。
4.根据权利要求3所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料具有10 40nm范围的平均颗粒直径。
5.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述消泡剂为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。
6.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物。
7.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂。
8.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述水性增稠剂为水性丙烯酸缔合型增稠剂。
9.根据权利要求1的所述的水性油墨，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、乙二醇或乙二醇单丁醚。
10.一种制备权利要求1 9任一项所述的水性油墨方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)备料与称量:将热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、颜料、消泡剂、表面活性剂、助溶剂、水性蜡乳液、润湿分散剂、水性增稠剂、水按照比例逐一称量备用； (2)混合与搅拌:将称量备好的原料热固性丙烯酸树脂、颜料、消泡剂、润湿分散剂，按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速300 400转/分搅拌下依次投料，搅拌10 15分钟； (3)砂磨分散:将步骤(2)搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加入砂磨机，在砂磨机中研磨3 4次，待混合料粒径为150 260nm时,研磨分散完毕； (4)后续处理:将研磨完毕的混合料在容器中以300 500转/分搅拌，搅拌过程中，加入热塑性丙烯酸树脂、水性蜡乳液、表面活性剂、水性增稠剂、助溶剂调到合适粘度，搅拌50 70分钟； (5) 过滤,包装。
全文摘要
本发明提供了一种PVC发泡壁纸专用水性油墨，其包括热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、颜料、消泡剂、表面活性剂、助溶剂、水性蜡乳液、润湿分散剂、水性增稠剂、水。本发明还提供了制备所述PVC发泡壁纸专用水性油墨的方法。本发明制备的用于PVC发泡壁纸印刷专用水性油墨，其重金属含量检验指标和VOC技术标准完全符合国家标准；其印刷效果极好，耐热性、耐候性、耐水性和耐油性与溶剂型油墨相当。本发明的水性油墨配方简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速，故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品。
文档编号C09D11/10GK103146257SQ20131008979
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者李奇 申请人:哈尔滨绿科科技有限公司